Verursacht das Windschattenfahren Widerstand beim führenden Fahrer?

Ich weiß, dass ich weniger Energie aufwende, um mit der gleichen Geschwindigkeit zu fahren, wenn ich in der Nähe eines anderen Radfahrers fahre. Aber bedeutet das „Energieerhaltungsgesetz“, dass der führende Radfahrer mehr Energie aufwenden wird, damit ich weniger aufwenden muss?

(d. h. gibt es einen körperlichen Grund, sich über jemanden zu ärgern, der hinter Ihnen windet? Verursacht das Fahren in seinem Windschatten Luftwiderstand für ihn?)

Wie ein paar Leute darauf hingewiesen haben, wäre jeder Unterschied in der Praxis unbedeutend - aber wenn Sie sich für den theoretischen Fall interessieren, können Sie den Physik-Stack-Austausch ausprobieren.
Ich bin sehr daran interessiert, ob das vordere „Objekt“ schneller ist, wenn es von einem Objekt dahinter dicht gefolgt wird. Auch wenn dies eine ideale Situation ist, z. B. Kugellager, die in einer kontrollierten Umgebung einen Hang hinunterlaufen. Ich habe eine Version dieser Frage auf physical.se gestellt: physical.stackexchange.com/questions/14535/…
Auch wenn es sie nicht bremst, kann es sehr frustrierend sein, einberufen zu werden. Ich mag es nicht, gedraftet zu werden, ich wurde sogar von ein paar unaufmerksamen Draftern von hinten geschlagen.
@Mac Ich habe zuerst eine andere Frage dazu gestellt: bicycles.stackexchange.com/questions/5955/…
Also hast du es getan. Hoppla.
Ich habe kürzlich einen Artikel gelesen, in dem es heißt, dass Windkanaltests einen sehr leichten Schub für den führenden Fahrer zeigen, aber nicht genug, um statistisch oder anderweitig signifikant zu sein.
@DanielRHicks, hast du eine Referenz dafür? Um mir zu helfen, meine Ein-Pint-Wette zu gewinnen?
Es war in einem Artikel, auf den hier kürzlich in einer Diskussion über Leistungsmessung verwiesen wurde.
Sie verletzen nicht die Energieerhaltung – Sie machen das System nur effizienter, sodass mehr Energie für nützliche Arbeit zur Verfügung steht. Der Fahrer hinten gewinnt im Wesentlichen etwas von der Energie des Führenden zurück, die sonst verschwendet worden wäre.
Ein Radfahrer, der auf ebenem Boden mit konstanter Geschwindigkeit fährt, gewinnt keine Energie, daher bedeutet das Energieerhaltungsgesetz nicht, dass er eine bestimmte Menge an Energie verbrauchen muss. Anders ist es, wenn sie einen Hügel erklimmen, wo die Mindestenergie ihr Gesamtgewicht multipliziert mit dem Höhengewinn sein muss.
Keine Antwort, aber wenn mir das passiert bekomme ich einen ordentlichen Motivationsschub!
Ich danke Ihnen allen für die Bestätigung, dass der führende Fahrer in einer Draft-Situation nicht bestraft wird. Ich musste das nach einem Vorfall nachschlagen. Ein junger Reiter überholte mich. Ich hatte nichts davon. Ich war 2 Fahrradlängen hinter ihm und fasste einen Angriff zusammen, als er mir sagte, ich solle ihn nicht einziehen. Er wurde wütend und sagte mir, er könne spüren, wie ich ihn zurückzog. Ich sagte ihm, das sei absurd, und ich sagte ihm, er solle weitermachen und auf MEIN Rad steigen, ich würde ihn wissen lassen, wenn das der Fall wäre. Er weigerte sich und sagte, ich würde einfach sagen, ich könne keinen Unterschied fühlen. Ich habe es dabei belassen. OK, kein Problem, ich bin abgehauen und habe ihn drin gelassen
Eine schlechte Zugtechnik kann die Dynamik einer Paceline beeinträchtigen und zu einem allgemeinen Abfall der Effizienz führen. Wenn sie sich nicht wie erwartet reibungslos drehen, könnten sie Sie fallen lassen.
Zusätzlich gibt es einen Motivationsschub für den Fahrer an der Spitze, wenn er weiß, dass mehrere Fahrer direkt an seinem Hinterrad sitzen. Ich erinnere mich, dass mir einmal gesagt wurde, ich solle "langsamer werden", weil ich versehentlich 40 km/h gefahren bin. Jetzt habe ich einen Tachometer am Lenker und kann viel besser beschleunigen.

Antworten (6)

Nein, im Gegenteil, der führende Fahrer bekommt auch einen Schub.

Der Grund, unglücklich darüber zu sein, dass jemand Sie einberuft, ist, dass er zu nah dran ist, um reagieren zu können, wenn es ein Problem gibt – wenn Sie zu Boden gehen, werden sie Sie überfahren.

Ich verstehe den Boost so, dass ein Solofahrer effektiv ein Volumen von Niederdruckluft herumschleppt - Sie schieben die Luft aus dem Weg und erzeugen ein Hochdruckvolumen vor sich, aber diese verdrängte Luft schließt sich nicht auf magische Weise hinter Ihnen fließt es heraus und fließt dann zurück, wodurch hinter Ihnen ein "fehlendes Luftvolumen" entsteht. Wenn etwas diesen Raum ausfüllt, wird man nicht mehr so ​​sehr hineingezogen. Es gibt eine Erwähnung auf Wikipedia Chain Gang (Reiten) , die auf den Artikel des Exploratoriums verweist , aber nicht auf eine Primärquelle, die ich sehen kann. Diese Erklärung ist üblich und macht Sinn, also habe ich sie nie weiter verfolgt.

Hier ist ein Link zu einem Windkanal-Video , das zeigt, dass der Lead-Fahrer einen kleinen Vorteil davon hat, einen Drafter zu haben.

Ich erinnere mich an diesen Thread und dachte, ich würde einen Link zu einem Beitrag hinzufügen, der ein spontanes Experiment beschreibt, das ich diese Woche durchgeführt habe , das die Auswirkungen auf den Leistungsbedarf eines Testfahrers (172 cm, 60 kg, Frau auf einem Verfolgungsrad auf der Rennstrecke, das quasi mit einem Fahrrad fährt, getestet hat -konstante Geschwindigkeit auf einem hölzernen Indoor-Velodrom) eines anderen Fahrers (185 cm, 80 kg, Mann auf einem Massenstart-Rennrad, das in unmittelbarer Nähe fährt) und dies mit dem Leistungsbedarf des Testfahrers beim Solofahren zu vergleichen.

Die Tests untersuchten die folgenden Positionen des anderen Fahrers relativ zum Testfahrer:

  • unmittelbar vor dem Testfahrer

  • Reiten neben dem Testfahrer (auf seiner Außenseite)

  • unmittelbar hinter dem Testfahrer

  • vollständig vom Testfahrer entfernt und nicht auf der Strecke fahren (um Daten über den Solo-Leistungsbedarf des Testfahrers bereitzustellen).

Ich benutze ausgefeilte Technologie, um die Aerodynamik des Fahrers in Echtzeit zu bewerten, und hatte die Gelegenheit, dieses Experiment in einem Indoor-Velodrom (Dunc Gray Velodrome, Sydney) durchzuführen, so dass wir ein solches Experiment zumindest in gut kontrollierter, windstiller, geringer Gierrichtung durchführen konnten Winkelbedingungen.

Testläufe wurden zur Validierung und Bestätigung der Ergebnisse wiederholt. Die Testprotokolle und die Analyse der Daten liefern Werte für den scheinbaren CdA-Wert (Widerstandskoeffizient x Stirnfläche, Einheiten: m^2) für jede der Testbedingungen. Ich verwende dann die scheinbaren CdA-Daten, um den Leistungsbedarf für den Testfahrer zu zeigen, um eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 40 km/h zu halten.

Dies ist der Link zu meinem Artikel , der Links zu anderen Experimenten und veröffentlichten wissenschaftlichen Erkenntnissen zu diesem Thema enthält.

Hier ist die Zusammenfassung der Daten in Diagramm- und Tabellenform, die die Leistung zeigen, die der Testfahrer benötigt, um 40 km/h zu halten, während er alleine fährt, und mit dem anderen Fahrer in verschiedenen relativen Positionen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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Zusammenfassend, verglichen mit der Leistung, die sie benötigt (195 W), um 40 km/h (Durchschnittsgeschwindigkeit der Runden) auf dem Velodrom aufrechtzuerhalten:

  • Unmittelbar hinter dem anderen Fahrer zu winden bringt massive Vorteile (-76W, -39%). Da gibt es keine Überraschungen.

  • Einen Fahrer direkt dahinter zu haben (~1/2 Radabstand) brachte ~ -7W (-3%) Vorteil für den führenden Fahrer.

  • Wenn ein Fahrer direkt neben ihr fährt (~0,8 m - 1,0 m seitlicher Abstand zwischen den Rädern), entsteht ein zusätzlicher Leistungsbedarf von ~ +10 W (+5 %).

Das Ergebnis eines Vorteils von 7 W (3 %) für den führenden Fahrer, wenn ein Fahrer unmittelbar dahinter sitzt, stimmt mit früheren experimentellen Ergebnissen und veröffentlichten Studien überein. Während der Effekt also gering ist und beim Fahren schwer zu spüren wäre, ist er zumindest bei schwachen Windverhältnissen ein echter Effekt.

Das Ergebnis einer Fahrt nebeneinander, das einen zusätzlichen Leistungsbedarf von 10 W (5 %) bei Bedingungen mit geringer Gierbewegung zeigt, ist neuer und hat interessante Auswirkungen auf Mannschaftsbildungsveranstaltungen (z. B. Mannschaftsverfolgung und Mannschaftszeitfahren) und Fahrerwechsel.

Natürlich führen unterschiedliche Fahrermorphologien, individuelle aerodynamische Eigenschaften, Fahrausrichtungskonfigurationen und Windbedingungen zu unterschiedlichen Ergebnissen dieses spontanen Experiments, aber ich fand es trotzdem interessant.

Schöner Bericht Alex. Wenn Sie dicht oder unmittelbar dahinter sagen , wie dicht ist das? Ich stelle mir 1/2 Rad vor.
Schöner Bericht in der Tat. Und wie nah waren die Fahrer in der Side-by-Side-Konfiguration?
In der Nähe eines halben Rades. Ich habe keine Bilder/Videos aufgenommen, da ich mich auf die Live-Stream-Datenerfassung konzentrierte. Der andere Fahrer ist ein Masters Track Racer auf Weltniveau und ehemaliger nationaler Elite-Champion und hatte die Fähigkeit, dicht hinter ihm zu fahren, was sie auch taten.
Nebeneinander, ungefähr das, was Sie normalerweise auf einem Velodrom erwarten würden, also wären die Räder ~ 0,8-1,0 m voneinander entfernt. dh ein Fahrer auf der schwarzen Linie und der andere auf der roten Linie (diese Linien sind 0,8 m voneinander entfernt).
Ich habe den Beitrag mit diesen Informationen aktualisiert
Sie sollten diese Antwort auf die Frage zum Physikstapel stellen - es handelt sich um echte Wissenschaft, nicht nur um stuhlgebundene Vermutungen.

Die Antwort ist ... es kommt darauf an.

Normalerweise wird erwartet, dass der Drawer durch Reduzieren / Füllen des Vakuums, das hinter dem Lead Rider besteht, dem Leader einen leichten Schub gibt (obwohl nicht annähernd der Schub, den der Drawr bekommt). Aber die Fluiddynamik ist eine knifflige Sache, und es gibt wahrscheinlich Konfigurationen (basierend auf einer Bewegung von wenigen Millimetern in die eine oder andere Richtung), bei denen der Anführer verlangsamt werden kann. Ich würde jedoch nicht erwarten, dass der negative Effekt sehr oft auftritt.

Die größere Wirkung auf den Leiter sind die Anforderungen, die an ihn gestellt werden, um ein gleichmäßiges Tempo beizubehalten und seine Absichten besser zu signalisieren. Viele empfinden diese Verantwortung als Stress.

Die zugrunde liegende Annahme ist hier nicht ganz richtig. Es gibt diesen sogenannten Kamm-Effekt, bei dem eine „tropfenförmige“ aerodynamische Form aerodynamischer ist, wenn der „tropfenförmige Schwanz“ abgeschnitten wird. Dies ist im Automobildesign wohlbekannt.
Natürlich bedeutet der Kamm-Effekt nicht, dass die abgeschnittene Träne effizienter ist, sondern nur, dass sie nicht weniger effizient ist und dem Fahrzeug die zusätzliche Länge, das Gewicht und der Hautwiderstand des Hecks erspart bleiben. Im Falle des Draftings trägt der Follower die "Kosten" dieser Gegenstände.
(Und das alles setzt natürlich voraus, dass die Bedingungen, über die wir sprechen, nicht den Enterhaken beinhalten, mit dem ich mich am Vorfach festhalte, damit ich nicht in die Pedale treten muss.)
...Ich glaube, dass das Trek Triathlon 'KVF' Kamm Virtual Foil das aerodynamischste Zeug sein soll, das es je auf einem Fahrrad gab. Ich glaube, dass jeder Marketing-Hype, der mir in den Weg kommt, ohne Frage wahr ist, daher ist die Kamm-Form auf einem Fahrrad bestimmt millionenfach besser als eine Träne. Wo waren wir?

Nein.

Der einzige Grund, sich über einen Drafter zu ärgern, ist, wenn er nicht sicher ist oder nicht an der Reihe ist.

Erhaltungsgesetz: zu starke Vereinfachung, aber in diesem Fall, wenn es keine Verdränger gibt, wird die zusätzliche Energie zum Trennen des Luftstroms nur verschwendet, wenn die Turbulenz zusammenbricht.

Wenn Sie nah genug sind, um in ihren Slipstream zu gelangen , können Sie ihren Luftwiderstand im Wesentlichen töten. Dies könnte sich wie ein Schub anfühlen, weil der Wind, der sie zuvor zurückgezogen hat, jetzt auf DEINEN Hintern übertragen wird und nicht mehr an ihnen saugt.

Hier ist ein Foto des Windschattens (Wake) einer Kugel, auf dem Sie sehen können, wie die Luft die Kugel nach hinten saugt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es gibt keinen "physischen" Grund für jemanden, wütend zu sein, dass Sie ihm so dicht folgen, tatsächlich beweist die Physik das Gegenteil, es sei denn, er möchte, dass dieser Widerstand ihm hilft, so zu trainieren, wie Läufer einen Fallschirm benutzen. Abgesehen davon können Sie den Anhalteweg im Notfall, den „persönlichen Abstand“ und das Wechseln der Leine als Höflichkeitsgründe für das Folgen oder Nichtbefolgen betrachten.

Nach meiner (sehr kurzen) Erfahrung als Führungskraft liegt der Hauptgrund dafür, jemanden, der Drafting nicht „schätzt“, darin, dass es Sie viel mehr belastet, ein relativ gleichmäßiges Tempo beizubehalten, alle Bewegungen zu signalisieren usw. Für eine Führungskraft ist das „ frisch" ist dies im Allgemeinen kein Problem, aber spät an einem langen Tag kann man wie ein launischer Schwager wirken, wenn man zu nahe zieht.
Aber 2. kann und sollte die Situation vor dir prüfen, um Anstiege, Hindernisse, Kurven usw. vorherzusagen und präventiv zu bremsen (eigene Erfahrung - bei einem Abstand von beispielsweise 10-20 cm muss man vorsichtig sein).

Wenn es einen aerodynamischen Unterschied gibt, ist er so gering, dass er in der Praxis überhaupt nicht auffällt.

In einer Paceline wird der Widerstand, den der vordere Fahrer erfährt, überwältigend dadurch dominiert, dass er vor ihm durch die Luft schneidet.

Vielleicht denken Sie an ein Velodrom-Rennen? Was oft passiert, ist, dass der zweite Fahrer außen herumfährt, indem er schnell all die Energie verbrennt, die er dadurch gespart hat, dass er hinter dem ersten Fahrer ist. In der letzten Runde des Rennens kann der Vordermann nur reagieren, indem er beschleunigt und den Passanten davon abhält, vor der letzten Kurve nach vorne zu kommen. Auf diese Weise kann der Vordermann den Passanten in der Kurve "zum Trocknen aufhängen", was ihn dazu zwingt, nicht nur die Beschleunigung aufrechtzuerhalten, sondern auch eine längere Strecke um die Kurvenaußenseite herum zu fahren.

Diese Art von Rennsituation könnte jemanden glauben machen, dass der vordere Fahrer einen Vorteil verschafft, wenn der zweite Fahrer springt. Es ist eine Illusion. Der Frontmann muss sich den ganzen Weg "arbeiten".